KR920000125B1 - 모우터의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

모우터의 제어장치

제1도는 모우터의 속도를 제어하는 제어장치의 기본적인 블록선도.

제2도는 제1도에 도시한 제어장치에 사용가능한 속도검출기의 회로도.

제3도는 제1도에 도시된 제어장치에 사용가능한 위치검출기의 회로도.

제4도는 제3도에 도시된 위치검출기의 작동을 설명하는 신호의 파형도.

제5도는 제1도, 제2도, 제3도 및 제5도를 조합하여 본 발명 제어장치의 일실시예를 나타내는 마이크로프로세서 작동의 플로우차아트.

제6도는 제1도, 제2도, 제3도 및 제6도를 조합하여 본 발명 제어장치의 일실시예를 나타내는 마이크로프로세서 작동의 플로우차아트.

제7도는 모우터의 속도를 제어하는 제어장치의 다른 기본적인 블록선도.

제8도는 제7도, 제2도, 제3도 및 제8도를 조합하여 본 발명 제어장치의 일실시예를 나타내는 마이크로프로세서 작동의 다른 플로우차아트.

제9도는 제7도, 제2도, 제3도 및 제9도를 조합하여 본 발명 제어장치의 일실시예를 나타내는 마이크로프로세서 작동의 다른 플로우차아트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11A : DC모우터 11B : 구동기

11C : 부하 11D : 브러쉬리스모우터

12A : 센서 12B : 속도검출기

13A : 마이크로프로세서 13B : 메모리

13C : D/A변환기 13D : 작동선택기

13E : 위치검출기 31, 41, 42 : 정형기

32 : 발진기 33 : AND회로

34 : 카운터 35 : D형 플립플롭

41, 42 : 정형기 43, 44 : 에지(edge)검출기

45 : 순환 업다운카운터

본 발명은 제어장치에 관한 것으로 특히 모우터의 제어장치로서 외란에 대하여 양호한 억제력을 필요로하는 제어장치에 관한 것이다.

종래의 제어장치에 있어서, PI제어기(비례적분제어기)는 외란애 대한 억제력을 개선시키거나 외란의 영향력을 억제하기 위하여 광범위하게 사용되었다. 최근에, PI제어기는 마이크로프로세서를 하용하는 디지틀 제어를 구비할 수 있다. 예를 들면, DC모우터의 속도를 제어하기 위하여 마이크로프로세서를 사용한 디지틀 PI제어기는 홀트사운더 국제출판사에서 발행한 Benjamin C.kou가 지은 「디지틀 제어장치」의 14장, 14.4절 689~694페이지에 기재되어 있다.

PI제어기는, 에널로그이든지 디지틀이든지간에 외란에 대한 억제력을 저주파수에서 더욱 증가시킬 수 있다. 그러나, 최근의 응용중에는 외란에 대한 억제력의 개선이 절실하게 요구되는 것이 있다. 예를들면, 비데오테이프레코더에 있어서, 캡스턴(capstan)모우터의 속도를 조절하기 위한 제어장치는 토오크외란에 대한 고도로 개선된 억제력을 필요로 한다. 그 이유는 캡스턴모우터의 크기 및 관성은 최근 수년사이에 상당히 축소되었기 때문이다.

본 출원인은 외란에 대한 억제력을 개선하기 위한 새로운 제어장치를 개발하여 1986년 10월 10일 출원한 미합중국 특허출원번호 제917,498호(미국특허번호 4,821,168호)와 1987년 3월 6일 출원한 미합중국 특허출원번호 제22,872(미국특허번호 4,755,729호)에 개시되어 있다. 개량된 상기 제어장치는 각각 RAM(Random Access Memory) 소자를 사용함으로서 외란에 대해서 양호하게 억제할 수 있다. 그러나, 개량된 상기 제어장치는 각각 제어작동의 최초 가동시점에서부터 외란에 대한 개선된 억제력의 안정상태에 도달하기까지는 오랜시간이 걸린다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 외란에 대한 개선된 억제력이 급속하게 안정된 상태에 도달할 수 있도록 개선한 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 토오크외란에 대한 개선된 억제력이 급속하게 안정상태에 도달하도록 개선한 모우터의 제어장치를 제공하는데 있다.

제어장치의 제어변수에 대응하는 검출신호를 발생하는 검출수단과, 검출주기의 시간마다 주기적으로 검출신호로부터 오차신호를 발생하는 오차신호발생수단과, L갱신사이클의 주기(단, L은 2이상의 정수)마다 갱신되는 하나이상의 메모리값과 오차신호를 혼합하여 얻은 제1혼합값으로 검출주기에 각각 비례하는 갱신사이클의 주기마다 주기적으로 순차적으로 복수의 메모리값을 갱신하고, 복수의 메모리값을 저장하는 메모리 수단과, 상기 제어장치의 제어변수를 제어하기 위하여 상기 제어장치에 제어신호로 공급하고, 하나이상의 메모리값과 오차신호를 혼합하여 얻은 제2혼합값으로 부터 제어신호를 발생하는 제어신호발생수단과, 상기 메모리수단을 사용하는 제어작동을 선택하거나 상기 메모리수단을 사용하지 않는 다른 제어작동을 선택하는 작동선택수단과, 상기 작동선택수단이 상기 메모리수단을 사용하는 제어작동을 선택하는 경우, 메모리 값을 급속하고, 정확하게 이용하기 위하여 상기 제어장치의 물리적운동을 검출하여 상기 제어장치의 물리적위치에 대응하는 메모리값의 저장위치를 얻는 위치검출수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어장치를 제공함으로써 본 발명에 따른 상기 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 목적, 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조하면서 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 일실시예에 관한 개략적인 구성을 도시한 제1도에 있어서, 제어장치(11)는 제어되는 DC모우터(11A)와 이 DC모우터(11A)에 전류(Im)를 공급하는 구동기(11B)를 가지고 있다. DC모우터(11A)는, 목표속도(target speed)로 부하(11C)(토오크 외란원)를 회전시키기 위하여 제어된다.

검출블록(12A)은, 센서(12A)와 속도검출기(12B)를 가지고 있다, 센서(12A)는 두 개의 감지신호(Aa), (Ab)를 발생하고, 신호는 각각 DC모우터(11A)의 회전주파수(fm[Hz])에 Pa배 되는 주파수를 가지며, 여기서 (Pa)는 2이상의 정수이다. 이 경우에 있어서 (Pa)는 512이다, 센서(12A)는 감지신호(Aa), (Ab)의 위상이 90° 서로 다르게 배열된다. DC모우터(11A)가 시계방향으로 회전하는 경우에는 감지신호(Aa)는 감지신호(Ab) 발생한 다음에 발생하고, DC(모우터11A)가 반시계방향으로 회전할 경우에는 감지신호(Aa)가 발생한 다음, 감지신호(Ab)가 발생한다. 속도검출기(12B)는 감지신호(Aa)의 1 또는 1/2주기(검출주기)마다 검출신호(Bb)와 플래그신호(Fq)를 발생한다. 검출신호(Bb)는, 감지신호(Aa)의 1 또는 1/2주기, 즉 DC모우터(11A)의 속도를 나타내는 디지틀수를 가지는 디지틀 또는 코우드신호이다. 플래그신호(Fq)는 속도검출기(12B)가 새로운 검출코우드 또는 값을 얻는 타이밍마다“H”(고전압)로 설정된다. 속도검출기(12B)의 상세한 작동 및 구성은 제2도를 참조하면서 나중에 기술한다.

제어블록(13)은 마이크로프로세서(13A), RAM(random access memory)과 ROM(read only memory)을 구비한 메모리(13B), D/A변환기(13C), 작동선택기(13D) 그리고 위치검출기(13E)를 가지고 있다. 마이크로프로세서(13A)는 작동선택기(13D)에 의해 발생된 선택신호(Jc)에 따라서 제어작동을 선택하여 실행한다. 선택신호(Jc)는 마이크로프로세서(13A)의 작동을 선택하는 디지틀 또는 코우드신호이다. 마이크로프로세서(13A)는 검출신호(Bb)를 주로 수신하고, 검출신호(Bb)에 대응하는 제어신호(Cs)를 제어장치(11)에 있는 구동기(11B)로 공급한다. 위치검출기(13E)는 감지신호(Aa), (Ab)에 따라서 DC모우터(11A)의 물리적 운동(회전)을 검출하고, DC모우터(11A)의 회전위치에 대응하는 디지틀수를 가지는 디지틀 또는 코우드신호로 된 위치신호(Id)를 발생한다. 마이크로프로세서(13A)와 위치검출기(13E)의 상세한 작동에 대해서는 제3도를 참조하면서 나중에 기술한다.

구동기(11B)는 제어신호(Cs)에 비례하는 발생토오크를 발생하기 위하여 제어신호(Cs)에 상당하는 전류(Im)를 DC모우터(11A)에 공급한다.

따라서, 제어루우프(DC모우터(11A)의 속도제어루우프)는, 제어장치(11)(DC모우터(11A) 및 구동기(11B), 검출블록(12)(센서(12A) 및 속도검출기(12B) 및 제어블록(13)(마이크로프로세서(13A), 메모리(13B) 및 D/A변환기(13C)로 이루어져 있으므로, 제어장치(11)의 제어변수(DC모우터(11A)의 속도)는 목표값(목표속도)으로 제어된다.

제2도에 도시된 속도검출기(12B)의 구성을 이하에 상세히 설명한다. 정형기(31)는 감지신호(Aa)와 소정의 전압을 비교하고, 정방형파형을 가지는 정형신호(Gg)을 발생한다. 정형신호(Gg)는, D형 플립플롭(35)의 트리거입력단자(CK)와 AND회로(33)의 입력단자에 인가된다. 클럭펄스신호(Cp)는 발진기(32)에 의해 발생되고, 카운터(34)의 오버플로우신호(Ww)는 AND회로(33)의 다른 입력단자에 인가된다. 발전기(32)는 크리스탈발진기와 주파수분주기를 가지고 있으면, 예를들면 정형신호(Gg)의 주파수보다 높은 약 1MHz의 주파수를 가지는 클럭펄스신호(Cp)를 발생한다. 카운터(34)는 12비트길이를 가지고 AND회로(33)의 출력펄스(Hh)를 카운트업한다. 카운터(34)의 내용이 소정값이하로 유지되는 경우에는 카운터의 오버플로우신호(Ww)는“H”이고 카운터(34)의 내용이 소정값과 같거나 그 이상이 되는 경우에는“L”로 되고, 여기서“H”와“L”은 고전압(5V)와 저전압(0V)을 각각 나타낸다. D형 플립플롭(35)의 데이터입력단자가“H”에 접속될 때 D형 플립플롭(35)의 출력신호인 플래그신호(Fg)는 정형신호(Gg)가 하강할때마다“H”로 된다. 제어블록(13)으로부터 나오는 리세트신호(Rr)은 Bb=“LLLL LLLL LLLL” 및 Fg=“L”이 되도록 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용을 리세트할 수 있다.

제2도에 도시된 속도검출기(12B)의 작동을 이하에 설명한다. 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용이 리세트되거나 초기상태에 있는 것으로 가정하고 그리고 정형 신호(Gg)가“L”이라고 가정하면, 정형신호(Gg)가“L”에서“H”로 변한 후, 카운터(34)는 발진기(32)로부터 나오는 클럭펄스신호(Cp)가 되는 AND회로(33)의 출력펄스(Hh)를 카운트업한다. 정형신호(Gg)가“H”에서“L”로 변할 경우에는, AND회로(33)의 출력신호(Hh)는“L”이되고, 카운터(34)는, 정형신호(Gg)가 변할때까지, 내용을 유지한다. 카운터(34)의 유지내용은 감지신호(Aa)의 반주기에 비례하는 디지틀 또는 코우드수로서 이것은 DC모우터(11A)의 속도에 반비례한다. 정형신호(Gg)가 하강할때에 플래그신호(Fq)는“L”에서“H”로 변한다. 제어블록(13)은 플래그신호(Fq)가“H”인 것을 체크한 후, 카운터(34)에 유지된 내용인 검출신호(Bb)를 수신한다. 다음에, 제어블록(13)은 짧은 시간동안 리세트신호(Rr)를“H”로 형성하여 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용을 리세트한다. 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)은 다음 검출을 준비하기 위하여 초기상태로 된다. DC모우터(11A)의 속도가 기동하거나 가속하는 동안 매우 낮을 경우에는 카운터(34)에 유지된 내용은 큰값으로 될 수 있다.

제3도에 도시된 위치검출기(13A)의 구성은 제4도에 도시된 파형도를 참조하면서 이하 설명한다. 센서(12A)로부터 감지된 감지신호(Aa), (Ab)는 입력신호(Ca), (Cb)로서 정형기(41)(42)에 각각 인가된다. 즉, Ca=Ab 및 Cb=Ab이다. 정형기(41)는 감지신호(Aa)와 소정의 전압을 비교하여, 구형파로된 정형신호(Fa)를 발생한다. 정형기(42)는 감지신호(Ab)와 다른 소정의 전압을 비교하여, 구형파로된 다른 정형신호(Fb)를 발생한다. 감지신호(Aa), (Ab) 사이의 위상차에 기인하여 정형신호(Fa), (Fb) 사이에 90℃(신호(Fa)의 1/4주기)의 위상차를 가진다. 즉, 정형신호(Fa)는, DC모우터(11A)가 시계방향으로 회전할 경우에는 정형신호(Fb)가 발생한 다음에 발생하고, DC모우터(11A)가 반시계방향으로 회전할 경우에는 정형신호(Fa)가 발생한 다음에 정형신호(Fb)가 발생한다. 제4도는 DC모우터(11A)가 시계방향으로 회전할 경우에 있어서 신호의 파형을 도시한다.

에지검출기(edge detector)(44)는 정형신호(Fa)로부터 펄스신호(Ed)를 발생한다. 펄스신호(Ed)의 펄스는 각각 정형신호(Fa)가 상승하거나 하강할때마다 발생한다. 펄스신호(Ed)의 각 펄스는 소정의 짧은 폭을 가진다.

방향검출기(43)는 정형신호(Fa), (Fb)를 입력으로 수신하고, DC모우터(11A)의 회전방향을 나타내는 방향신호(Dr)를 발생한다. 방향검출기(43)는 정형신호(Fa)가 상승하거나 하강할때에 정형신호(Fb)의 전압(“L” 또는“H”)을 체크함으로써 DC모우터(11A)의 방향을 검출할 수 있다. 정형신호(Fb)는 정형신호(Fa)가 상승할때에 “H”로 되어 있고, 정형신호(Fa)가 하강할때에“L”로 되어 있는 경우, 방향검출기(43)는“H”상태를 가지는 방향신호(Dr)를 발생시킨다. 정형신호(Fb)는, 정형신호(Fa)가 상승할때에“L”로 되어 있고, 정형신호(Fa)가 하강할때에“H”로 되어 있는 경우, 방향검출기(43)는“L”상태를 가지는 방향신호 Dr를 발생시킨다. 따라서, 방향신호(Dr)는 DC모우터(11A)가 시계방향으로 회전하는 경우“H”로 되고, DC모우터(11A)가 반시계방향인 경우“L”로 된다.

순환업다운카운터(45)는 펄스신호(Ed)와 방향신호(Dr)로부터 위치신호(Id)를 발생한다. 순환업다운카운터(45)는 방향신호(Dr)가“H”인 경우에는 펄스신호(Ed)의 펄스를 카운트업하고, 방향신호(Dr)가 “L”인 경우 펄스신호(Ed)의 펄스를 카운트다운한다. 순환업다운카운터(45)는 DC모우터(11A)가 연속하여 회전하는 경우에는, 주기적으로 또는 연속하여 카운트한다. 순환업다운카운터(45)는 펄스신호(Ed)가 하강할때마다 트리거되고, 방향검출기(43)는 펄스신호(Ed)가 상승할때마다 새로운 방향신호(Dr)를 발생하므로, 순환업다운카운터(45)의 내용은, DC모우터(11A)가 회전방향을 변경하여도 DC모우터(11A)의 회전위치에 향상 대응한다. 순환업다운카운터(45)의 사이클이(Pa)의 2배인 2Pa(단 (Pa)는 속도검출기(12B)의 검출사이클/회전)가 되므로, LSB를 제외한 순환업다운카운터(45)의 내용은 위치신호(Id)로서 출력된다. 이 경우에 있어서, 순환업다운카운터(45)는 1024개의 상태를 가지는 10비트업다운카운터이고, 위치신호(Id)는 LSB를 제외한 10비트업다운카운터의 상위 9비트가 된다. 따라서, 위치신호(Id)는 DC모우터(11A)의 일회전당 512개의 위치를 나타낸다.

마이크로프로세서(13A)의 작동은, 마이크로프로세서(13A)의 작동에 대한 플로우차아트를 도시한 제5도를 참조하면서 이하 설명한다. 메모리(13B)의 RAM에 있는 레지스터명칭과 그것에 저장된 내용은 이후 동일한 레벨(label)로 나타냄을 알 수 있을 것이다. 마이크로프로세서(13A)는 메모리(13B)의 ROM에 저장된 명령에 의해 다음의 작업을 실행한다.

[오차신호발생블록(5A)]

(5A-1) 플래그신호(Eq)는“H”가 될 때까지 체크된다. 즉, 마이크로프로세서(13A)는 속도검출기(12B)가 DC모우터(11A)의 전류속도에 대응하는 새로운 검출코오드를 발생할때에 다음 절차를 실행하기 위하여 트리거된다.

(5A-2) 카운터(34)에 유지된 내용인 검출신호(Bb)를 수신하여 디지틀 또는 코우드값(S)으로 변환한다. 다음에, 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용은, 매우 짧은 시간동안“H”상태를 가지는 리세트신호(Rr)를 발생하여 리세트한다.

(5A-3) 목표속도에 대응하여 소정의 값(Sref)과 검출값(S)간의 차이값(Eo)을 연산한다. 즉, Eo=Sref-S이다. 다음에, 오차신호(E)는 차이값(Eo)에 소정의 양(+)의 값(R)을 곱하여 얻는다. 즉, E=REo이다. 오차신호(E)의 새로운 값은 감지신호(Aa)의 주기와 동일한 검출주기의 간격으로 검출된다.

[제어신호발생블럭(5B)]

(5B-1) 출력신호(Y)는 이후에 설명하는 메모리블록(5D)의 합성블록(5D)에서 발생된 합성값(V)과 오차신호(E)를 1ㆍD의 비율로 혼합하여 얻는다. 여기서, D는 0.25이상 1.5이하가 되는 양(+)의 실수이다.

(5B-2) 출력신호(Y)는 제어신호(Cs)는 D/A변환기(13C)로 출력된다.

[초기위치검출블록(5C)]

(5C-1) 차이값의 절대값(｜Eo｜)은, 소정의 양의 값(Ex)과 비교된다.｜Eo｜〈Ex 경우에는 DC모우터(11A)의 속도가 목표속도와 대략 비슷한 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은, 메모리블록(5D)을 사용한 제어작동을 실행하기 위하여 메모리블록(5D)으로 넘어간다. ｜Eo｜〉Ex 또는 ｜Eo｜=Ex인 경우에는 DC모우터(11A)의 속도가 목표속도와 상당한 차이가 있는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 (5C-2)로 넘어간다.

(5C-2) 위치검출기(13E)의 위치신호(Id)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 위치신호(Id)의 값은 또한 (Id)로 나타낸다.

(5C-3) 카운트변수(I)는 Id로 대치되고, 합성값(V)은 0으로 대치된다. 즉, I=Id가 되고, V=0가된다. 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택 블록(5E)으로 넘어간다.

[메모리블록(5D)]

메모리블록(5D)은 갱신블록(5Da)과 합성블록(5Da)으로 구성된다.

〈갱신블록(5Da)〉

(5Da-1) 카운터변수(I)는 모듈로(modulo)수(NL)로 증가되고, 여기서(L)은 (Pa)와 동일한 정수이거나 (Pa)의 정수배이고(바람직하게는 L=Pa), (N)은 1을 포함하는 양의 정수이다. 즉, ´I=I+1(MOD NL)´은 ´I=NL이면 I=I+1과 I=O´을 의미한다. 그 이유는 모듈로(modulo)(B)를 가진 (A)는 (A/B)의 나머지를 의미하기 때문이다. 따라서, 카운트변수(I)는 0에서부터 NL-1까지 변동하고, 속도검출기(12B)의 검출시마다 순환하는 형태로 수를 증가시킨다. 이 경우에 있어서, L=Pa=512이다.

(5Da-2) 메모리(13B)의 RAM의 카운트변수(I)에 대응하는 어드레스(저장위치)에 저장된 메모리값(M[I])은 오차신호(E)의 값과 합성값(V)이 1:1의 비율로 혼합되어 갱신된다. 즉, M[I]=E+V이다. 갱신된 메모리값(M[I])은 (M[I])의 다음 갱신시간, 즉, 이후의 (NL)개의 갱신사이클주기까지 유지된다. 결과적으로, M[0]에서 M[NL-1]까지의 (NL)개의 메모리값이 얻어지고, (NL)개의 메모리값은 속도검출기(12B)의 검출주기와 동일한 갱신사이클의 간격으로 순차적으로 갱신된다.

〈합성블록(5Db)〉

(5Db-1)´I=I+1(MOD NL)´의 작동은 카운트변수(I)를 1만큼씩 진행하는 정수(J)를 얻기 위하여 실행된다.

(5Db-2) 합성블록(5Db)의 합성값(V)은 한세트의 N개의 메모리값(M[J-nL(MOD NL)](n=1, …, N)과 n=1에서부터 n=N까지의 양의 계수(Ww)(n=1, …, N)를 선형으로 조합하여 연산하고, 여기서 N개의 메모리값 M[J-nL(MOD NL)(n=1, …N)은 L개의 갱신사이클주기의 간격으로 갱신된다.

즉,

단,

이고,

합성값(V)의 연산을 용이하게 하기 위하여,

이 되는 것이 바람직하다. 여기서, 합성값(V)을 연산하는 한세트의 N개의 메모리값은 하나의 메모리값만이 합성값(V)으로 대치할 수 있음을 알 수 있고, 또한, (1)식에 의해 연산된 합성값(V)은, 다음 검출시기에 제어신호발생블록(5B)과 갱신블록(5Da)에서 사용됨을 알 수 있다. 따라서 합성블록(5Db)은 앞으로 사용하기 위한 합성값(V)을 연산하고, 다음 검출시기의 카운트변수(I)는 현재의 (J)와 동일하다 된다.

[작동선택블록(5E)]

(5E-1) 작동선택키(13D)의 선택신호(Jc)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 선택신호(Jc)의 값은 또한 (Jc)로 나타낸다.

(5E-2) (Jc)는 소정의 값(Js)과 비교한다. Jc=Js인 경우에는 오차신호발생블록(5A), 제어신호발생블록(5B), 초기위치검출블록(5C) 및 메모리블록(5D)을 사용한 제어작동은, DC모우터(11A)의 속도를제어하기 위하여 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 오차신호발생블록(5A)으로 되돌아간다. Jc〉Js 또는 Jc〈Js 경우에는 메모리블록(5D)을 사용하지 않은 다음 제어작동이 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동이 (5E-3)로 넘어간다.

(5E-3) 마이크로프로세서(13A)는 선택신호(Jc)에 대응하는 작동을 실행한다. 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동을 다시 선택하기 위하여 (5E-1)로 되돌아간다.

제1도, 제2도, 제3도 및 제5도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 1986년 10월 18일에 출원한 미합중국출원 제917,498호에서 설명한 바와같이, 오차신호발생블록(5A), 제어신호발생블록(5B) 및 메모리블록(5D)을 사용한 제어작동을 마이크로프로세서(13A)가 실행하는 경우, 외란에 대하여 바람직한 억제력을 가진다.

또한, 본 발명 실시예의 제어장치는 이후에 상세히 설명하는 위치검출기(13E)와 초기위치검출블록(5C)을 구비하여 외란에 대해 바람직한 억제력이 있는 안정된 상태에 신속하게 도달하도록 응답한다. 예를들면, 비데오카세트레코더의 캡스턴모우터를 제어하기 위한 제어장치의 경우에 있어서, 메모리블록(5d)을 사용하지 않고, 큐(cue)작동, 리비유(riview)작동, 파워드슬로우(forward slow)작동, 리버스 슬로우(reverse slow)작동 또는 스톱(stop)작동과 같이 메모리블록(5d)를 사용하지 않는 작동이 많이 있다. DC모우터(11A)는 상기 제어작동으로 회전된다. 위치검출기(13E)는 DC모우터(11A)의 물리적운동(회전)을 항상 검출하고, DC모우터(11A)의 물리적위치(회전위치)에 항상 대응하는 값인 위치신호(Id)를 얻는다. 선택신호(Jc)가 (Js)로 변할때에, DC모우터(11A)는 회전하기 시작하여 목표속도(target speed)로 속도를 가속시킨다. 차이값의 절대값(｜Eo｜)은 기동 또는 가속시간동안(Ex)보다 크므로, 초기위치검출블록(5c)은 위치검출기(13E)로부터 카운트변수(I)를 위치신호(Id)로 대치한다. 카운트변수(I)는 메모리블록(5D)에서 메모리값(M[I])의 어드레스(저장위치)를 나타낸다. L개의 갱신사이클주기의 길이는 DC모우터(11A)의 일회전주기의 정수배이거나 일회전주기와 같으므로, DC모우터(11A)의 회전주기에 대응하는 메모리값의 저장위치는 차이값의 절대값(｜Eo｜)을 (Ex)보다 적게 되는 순간에 정확하고 신속하게 얻을 수 있다.

이것은 DC모우터(11A)와 부하(11C)가 DC모우터(11A)의 일회전주기와 같은 시간주기를 가지는 토오크 외란을 발생하고, DC모우터(11A)와 부하(11C)에 의해 발생된 토오크외란은 DC모우터(11A)의 속도를 외란하는 토오크외란에 지배적임을 알 수 있다. 즉 DC모우터(11A)와 부하(11C)에 의해 발생된 지배적인 토오크 외란은 DC모우터(11A)의 회전과 동기화하고 있는 것으로 판단된다. 또한, 메모리블록(5D)을 사용하는 제어작동이 일단 실행되면, 메모리블록(5D)은 지배적인 토오크외란에 대응하는 값인 메모리값(M[I])(I=0, 1, …NL-1)으로서 유지됨을 알수 있다.

본 발명의 제어장치는 위치검출기(13E)와 초기 위치검출블록(5C)을 가지기 때문에, 메모리블록(5D)은 DC모우터(11A)의 회전위치에 대응하는 메모리값을 사용함으로써 합성블록(5Db)에서 합성값(V)을 정확하고 신속하게 발생할 수 있다. 합성값(V)은 DC모우터(11A)와 부하(11C)에 의해 발생된 지배적인 토오크외란의 영향을 억제하기 위하여 제어신호발생블록(5B)에 사용된다. 따라서, 제1도, 제2도, 제3도 및 제5도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는 메모리블록(5D)을 사용한 제어작동이 실행되면, 외란에 대한 억제력이 양호한 안정된 상태에 급속하게 도달하도록 응답할 수 있다.

제6도는 제1도, 제2도, 제3도 및 제6도를 조합하여 본 발명의 다른실시예를 나타내는 제어블록(13)에서 마이크로프로세서(13A)의 작동에 관한 다른 플로우차아트를 도시한다, 제6도의 플로우차아트에 대해서 아래 설명한다.

[오차신호발생블록(6A)]

(6A-1) 플래그신호(Fq)는 “H”가 될때까지 체크된다. 즉, 마이크로프로세서(13A)는, 속도검출기(12B)가 DC모우터(11A)의 전류속도에 대응하는 새로운 검출코우드를 발생할때에 다음 절차를 실행하기 위하여 트리거된다.

(6A-2) 카운터(34)에 유지된 내용인 검출신호(Bb)가 수신하여, 디지틀 또는 코우드값(S)으로 변환한다. 다음에, 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용은, 매우 짧은 시간동안“H”상태를 가지는 리세트신호(Rr)를 발생하여 리세트한다.

(6A-3) 목표속도에 대응하여 소정의 값(Sref)과 검출값(S)간의 차이값(Eo)을 연산한다. 즉, Eo=Sref-S이 된다. 다음에, 오차신호(E)는 차이값(Eo)에 소정의 양(+)의 값(R)을 곱하여 얻는다. 즉, E=REo가 된다. 오차신호(E)의 새로운 값은 감지신호(Aa)의 주기와 동일한 검출주기의 간격으로 검출된다.

[제어신호발생블록(6B)]

(6B-1) 출력신호(Y)는, 이후에 설명하는 메모리블록(6D)의 합성블록(6Db)에서 발생된 합성값(V)과 오차신호(E)를 1:D의 비율로 혼합하여 얻는다. 여기서, (D)는 0.25 이상 1.5이하가 되는 양(+)의 실수이다.

(6B-2) 출력신호(Y)는 제어신호(Cs)로서 D/A변환기(13C)로 출력된다.

[초기위치검출블록(6C)]

(6C-1) 차이값의 절대값(｜Eo｜)은, 소정의 양의 값(Ex)과 비교된다. ｜Eo｜〈Ex 경우에는 DC모우터(11A)의 속도가 목표속도와 대략 비슷한 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은, 메모리블록(6D)을 사용한 제어작동을 실행하기 위하여, 메모리블록(6D)으로 넘어간다. ｜Eo｜〉Ex 또는 ｜Eo｜=Ex인 경우는 DC모우터(11A)의 속도가 목표속도와 상당한 차이가 있는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은(6C-2)로 넘어간다.

(6C-2) 위치검출기(13E)의 위치신호(Id)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 위치신호(Id)의 값은 또한 (Id)로서 나타낸다.

(6C-3) ´Ib=QUO(Id/Q)´의 작동은, 제2카운트변수(Ib)를 (Id/Q)의 몫으로 대치하기 위하여 실행되고, 여기서(Q)는 2이상의 정수이고, (Pa)의 공약수인 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, Q=4이다. ´Ia=REM(Id/Q)´의 다른 작동은 제1카운트변수(Ia)을 (Id/Q)의 나머지로 대치하기 위하여 실행된다. 합성값(V)은 0으로 대치된다. 레지스터(F[m](m=1,2, …2Q)의 값은 0으로 대치된다. 그다음, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(6E)으로 넘어간다.

[메모리블록(6D)]

메모리블록(6D)은 선택작업블록(6Da), 합성블록(6Db) 필터링한 오차신호발생블록(6Dc) 및 갱신블록(6Dd)으로 이루어진다.

〈선택작업블록(6Da)〉

(6Da-1) 현재의 오차신호(E)는 레지스터(F[Q-Ia])에 저장된다. 즉, F[Q-Ia]=E이다.

(6Da-2) 제1카운트변수(Ia)는 모듈로수(Q)로 증가된다. 즉, ´Ia=Ia+1(MOD Q)´는 ´Ia-0이면, Ia-Ia+1과 Ia=0´을 의미한다. 따라서, 제1카운트변수(Ia)는 0에서부터 (Q-1)까지 변동하고, 속도검출기(12B)의 검출시기마다 순환의 형태로 수를 증가시킨다.

(6Da-3) 제1카운트변수(Ia)는 0과 비교된다. Ia-0인 경우, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 합성블록(6Db), 필터링한 오차신호발생블록(6Dc) 및 갱신블록(6Dd)을 실행하기 위하여 합성블록(6Db)으로 넘어간다. Ia〉0 또는 Ia〈0, 즉 Ia가 1에서 0-1까지의 경우, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(6E)으로 넘어간다.

〈합성블록(6Db)〉

(6Db-1) 제2카운트변수(Ib)는 모듈로스(NL)로 증가하고, 여기서 L은, 2이상의 정수이거나 Pa/Q 또는 Pa/Q의 정수배(바람직하게는, L=Pa/Q)이고, (N)은 1을 포함하는 양의 정수이다. 즉, ´Ib=Ib+1(MOD NL)´은, ´Ib=NL이면 Ib=Ib+1과 IB=0´을 의미한다. 따라서, 제2카운트변수(Ib)는 0에서부터 (NL-1)까지 변동하고, 속도검출기(12B)의 (Q)검출시기마다 순환의 형태로 수를 증가한다. 이 경우에 있어서, L=Pa/Q=128이다.

(6Db-2) 다른 정수(J)는 (Ib)로 대치된다. 즉 J=Ib이다.

(6Db-3) 합성값(V)은 한세트의 N개의 메모리값[M[J-nL(MOD NL)](n=1, …N)과 n=1에서 n=N가지의 양의 계수(Wn)(n=1, … N)를 선형을 조합하여 연산하고, 여기서 N개의 메모리값(M[J=nL(MOD NL])(n=1, … N)은 (L)개의 갱신사이클의 간격으로 갱신된다. 즉, 합성값(V)은 식(1), (2), (3) 및 (4)에 의해 연산된다.

〈필터링한 오차신호발생블록(6Dc)〉

(6Dc-1) 필터링한 오차신호(E)는 주어진 타이밍에 대하여 오차신호(E)가 순차적인 값인 복수개의 값(f[m])(m=1, 2…, Fd)을 선형으로 조합하여 연산하고, 여기서(Fd)는 2이상 20이하의 양의 정수이다. 즉,

이다.

여기서, 계수(Bm)는 양수이고, 다음의 관계를 가지고 있다.

이다.

필터링한 오차신호(Ec)를 연산한 후에, 레지스터(E(Q-m])(m=1, 2, …Q)에 값(F[m])(m=1, 2, …Q)을 각각 전송한다. 필터링한 신호(Ec)를 연산할때에 값(F[m](m=1,2,…,20)은 얻은 타이밍에 대해 오차신호(E)의 순차적인 값인 것을 알 수 있고, 또한 식(5)~(7)의 관계를 가지고 필터링한 오차신호발생블록(6Dc)은 고주파영역에서 1보다 훨씬 작은 이득과 저주파영역에서 대략 1인 이득을 가지는 저역디지틀필터를 가지고 있음을 알 수 있다.

〈갱신블록(6Dd)〉

(6Dd-1) 메모리(13B)의 RAM에서 제2카운트변수(Ib)에 대응하는 어드레스 저장 위치)에서 저장된 기억값(M[Ib])은 1:1의 비율로 필터링한 오차신호(Ec)의 혼합값과 합성값(V)에 의해 갱신된다. 즉, M[Ib]=Ec+V이다. 갱신된 기억값(M[Ib])은 (M[Ib])의 다음 갱신시간 즉, 다음의 NL개의 갱신사이클까지, 유지된다. 결과적으로, (NL)개의 메모리값(M[0]~(M[NL-1])을 얻고, (NL)개의 메모리값을 검출주기의 Q배에 동일한 갱신사이클주기의 간격으로 순차적으로 갱신한다. 갱신블록(6Dd)의 작업을 수행한 후에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(6E)으로 넘어간다.

[작동선택블록(6E)]

(6E-1) 작동선택기(13D)의 선택신호(Jc)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 선택신호(Jc)의 값도 또한 (Jc)로 나타낸다.

(6E-2) (Jc)는 소정의 값(Js)과 비교한다. Jc=Js인 경우에는, 오차신호발생 블록(6A), 제어신호발생블록(6B), 초기위치검출블록(6C) 및 메모리블록(6D)을 사용하는 제어작동이 DC모우터(11A)의 속도를 제어하기 위해 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 오차신호발생블록(6A)으로 돌아간다. Jc〉Js 또는 Jc〈Js 경우에는 메모리블록(6D)을 사용하지 않은 다른 제어작동을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 (6E-3)으로 넘어간다.

(6E-3) 마이크로프로세서(13A)는 선택신호(Jc)에 대응하는 작동을 실행한다. 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동을 재선택하기 위해(6E-1)로 돌아간다.

제1도, 제2도, 제3도 및 제6도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 1987년 3월 6일에 출원한 미합중국출원 제22,872호에서 설명한 바와같이, 오차신호발생블록(6A), 제어신호발생블록(6B) 및 메모리블록(6D)을 사용한 제어작동을 마이크로프로세서(13A)가 실행하는 경우, 상당히 작은 크기의 RAM을 사용하여도 외란에 대한 억제력이 우수하다.

또한, 제1도, 제2도, 제3도 및 제6도를 포함한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는 위치검출기(13E)와 초기위치검출블록(6C)을 구비하여 외란에 대해 바람직한 억제력이 있는 안정된 상태에 신속하게 도달하도록 응답한다. 그 이유는 수(L)가 Pa/Q 또는 Pa/Q의 정수배인 것을 제외하고는 상기에 설명한 제1도, 제2도, 제3도 및 제5도를 조합한 실시예와 마찬가지이기 때문이다.

제7도는 본 발명의 실시예에 관한 다른 구성을 개략적으로 도시한다. 이 구성은 브러쉬리스모우터(11D), 구동기(11E) 및 위치검출기(13F)이외에는 제1도와 마찬가지이다. 제1도와 동일한 부분에는 동일한 번호를 나타내고 있다.

제어장치(11)는, 제어되는 브러쉬리스모우터(11D)와, 이 브러쉬리스모우터(11D)에 3상전류(Da), (Db) 및 (Dc)를 공급하는 구동기(11E)를 가지고 있다. 브러쉬리스 모우터(11D)는 목표속도로 부하(11C)(토오크외란원)를 회전시키기 위하여 제어된다.

브러쉬리스모우터(11D)의 회전에 대응하는 3상위치센서신호(Ha), (Hb) 및 (Hc)를 발생하는 위치센서를 가지고 있다. 구동기(11E)는, 3상위치센서신호(Ha), (Hb) 및 (Hc)에 대응하는 3상전류(Da), (Db) 및 (Dc)를 공급한다. 전류(Da), (Db) 및 (Dc)의 세기는, 제어신호(Cs)에 비례하는 발생토오크를 발생시키기 위하여, 제어신호(Cs)에 비례한다. 미합중국특허 제4,494,053호에 도시된 브러쉬리스 Dc모우터용 권상전압 균형회로는, 브러쉬리스모우터(11D)를 구동하기 위한 구동기(11E)로서 이용할 수 있다.

위치센서신호(Ha), (Hb) 및 (Hc)는 브러쉬리스모우터(11D)의 회전주파수(fm[Hz])에 (Rg)배 한 주파수를 가지고, 여기서 (Rg)는 (Pa)보다 적고 1을 포함하는 정수이며, 브러쉬리스모우터(11D)의 자극수에 비례한다. 이 경우에 있어서, (Rg)는 4이다. 브러쉬리스모우터(11D)의 위치센서는 위치센서신호 (Ha), (Hb) 및 (Hc)의 위상이 서로 120° 다르도록 배치되어 있다. 위치센서신호(Ha)는 브러쉬리스모우터(11D)가 시계방향으로 회전하는 경우, 위치센서신호(Hb)를 발생한 다음에 발생되고, 브러쉬리스모우터(11D)가 반시계방향으로 회전하는 경우 센서신호(Ha)를 발생한 다음에 위치센서신호(Hb)를 발생한다.

검출블록(12)은 센서(12A)와 속도검출기(12B)를 가지고 있다. 센서(12A)는 브러쉬리스모우터(11D)의 회전주파수(fm[Hz])에 (Pa)배 되는 주파수를 가지는 감지신호(Aa)를 발생한다. 여기서(Pa)는 2이상의 정수이고, 바람직하게는 (Rg)의 정수배와 동일하다. 이 경우에 있어서, (Pa)는 (Rg)의 128배가 되는 512이다. 속도검출기(12B)는, 감지신호(Aa)의 1주기마다 또는 1/2주기(검출주기)마다 검출신호(Bb)와 플래그신호(Fg)를 발생한다. 검출신호(Bb)는 감지신호(Aa)의 1주기 또는 1/2주기, 즉 브러쉬리스모우터(11D)의 속도에 대응하는 디지틀수를 가지는 디지틀 또는 코우드신호이다. 플래그신호(Fg)는 속도검출기(12B)가 새로운 검출코우드 또는 값을 얻는 타이밍마다“H”(고전압)가 되도록 설정된다. 속도검출기(12B)의 상세한 구성은 제2도와 마찬가지이다.

제어블록(13)은 마이크로프로세서(13A), RAM과 ROM을 구비한 메모리(13B), D/A변환기(13C), 작동선택키(13D) 그리고 위치검출기(13F)를 가지고 있다. 마이크로프로세서(13A)는 작동선택기(13D)에 의해 발생된 선택신호(Js)에 따라서 제어작동을 선택하여 실행한다. 마이크로프로세서(13A)는 주로 검출신호(Bb)를 수신하고, 검출신호(Bb)에 대응하는 제어신호(Cs)를 제어장치(11)에 있는 구동기(11E)에 공급한다. 위치검출기(13F)는 위치센서신호(Ha), (Hb)에 따라서 브러쉬리스모우터(11D)의 물리적운동(회전)을 검출하고, 브러쉬리스모우터(11D)의 물리적위치(회전위치)에 대응하는 디지틀수를 가지는 디지틀 또는 코우드신호로 된 위치신호(Id)를 발생한다. 마이크로프로세서(13A)와 위치검출기(13F)의 상세한 작동에 대해서는 나중에 설명한다.

따라서, 제어루우프(브러쉬리스모우터(11D)의 속도제어루우프)는 제어장치(11)는(브러쉬리스모우터(11D)와 구동기(11E), 검출블록(12)(센서 12A)의 및 속도검출기(12B) 및 제어블록(13)(마이크로프로세서(13A), 메모리(13B) 및 D/A변환기(13C)로 이루어져 있으므로 제어장치(11)의 제어변수(브러쉬리스모우터(11D)의 속도)를 목표값(목표속도)으로 제어한다.

제3도에 도시된 위치검출기의 구성은 아래 상세히 설명하는 위치검출기(13F)로서 사용될 수 있다. 위치센서신호(Ha), (Hb)는 입력신호(Ca), (Cb)로서 정형기(41), (42)에 각각 인가된다. 즉, Ca=Ha 및 Cb=Hb이다. 정형기(41)는 위치센서신호(Ha)를 소정의 전압과 비교하여 정형신호(Fa)를 발생한다. 정형기(42)는 위치센서 신호(Hb)를 소정의 전압과 비교하여 정형신호(Fb)를 발생한다. 위치센서신호(Ha), (Hb)는 위상이 120° (위치센서 신호(Ha)의

주기) 다르므로, 정형신호(Fa), (Fb)는 120° 다른 위상을 가진다. 즉, 정형신호(Fa)는 브러쉬리스모우터(11D)가 시계방향으로 회전하는 경우 정형신호(Fb)가 발생한 다음에 발생하고, 브러쉬리스모우터(11D)가 반시계방향으로 회전하는 경우에는 정형신호(Fa)가 발생한다음에 정형신호(Fb)를 발생한다.

에지검출기(44)는 정형신호(Fa)로부터 펄스신호(Eb)를 발생한다 펄스신호(Ed)의 펄스는 각각 정형신호(Fa) 상승하거나 하강할 때마다 발생한다. 펄스신호(Ed)의 각 펄스는 소정의 짧은 폭을 가진다.

방향검출기(43)는 정형신호(Fa), (Fb)를 입력으로 수신하고, 브러쉬리스모우터(11D)의 회전방향을 나타내는 방향신호(Dr)를 발생한다. 방향신호(Dr)는 브러쉬리스모우터(11D)가 시계방향으로 회전하는 경우“H”로 되고, 브러쉬리스모우터(11D)가 반시계방향으로 회전하는 경우“L”로 된다.

순환업다운카운터(45)는 방향신호(Dr)와 펄스신호(Ed)로부터 위치신호(Id)를 발생한다. 순환업다운카운터(45)는 방향신호(Dr)가“H”인 경우에는 펄스신호(Ed)의 펄스를 카우트업하고, 방향신호(Dr)가“L”인 경우 펄스신호(Ed)의 펄스를 카운트다운 한다. 순환업다운카운터(45)의 내용은 항상 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응한다. 순환업다운카운터(45)의 사이클은 2Rg, 즉(Rg)의 2배(단, (Rg)는 위치센서신호(Ha)의 회전당 사이클)가 되므로, LSB를 제외한 순환업다운카운터(45)의 내용은 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)로서 출력된다. 이 경우에 있어서, 순환업다운카운터(45)는 8개의 상태를 가지는 3비트업다운카운터이고, 위치신호(Id)는 3비트업다운카운터(45)의 상위 2비트이다. 따라서, 위치신호(Id)는 브러쉬리스모우터(11D)의 일회전당 4위치를 표시한다.

제8도는 제7도, 제2도, 제3도 및 제8도를 조합한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 제어블록(13)에서 마이크로프로세서(13A)의 작동에 관한 다른 플로우차아트를 도시한다. 제8도의 플로우차아트를 아래 설명한다.

[오차신호발생블록(8A)]

(8A-1) 플레그신호(Fg)는“H”가 될 때까지 체크된다. 즉, 마이크로프로세서(13A)는, 속도검출기(12B)가 브러쉬리스모우터(11D)의 전류속도에 대응하는 새로운 검출코우드를 발생할때에 다음 절차를 실행하기 위하여, 트리거된다.

(8A-2) 카운터(34)에 유지된 내용인 검출신호(Bb)를 입력하여 디지틀 또는 코우드값(S)으로 변환한다. 다음에, 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용은, 매우 짧은 시간동안“H”상태를 가지는 리세트신호(Rr)를 발생하여 리세트한다.

(8A-3) 목표속도에 대응하여 소정의 값(Sref)과 검출값(S)간의 차이값(Eo)을 연산한다. 즉, Eo=Sref-S이다. 다음에, 오차신호(E)는 차이값(Eo)에 소정의 양의 값(R)을 곱하여 얻는다. 즉, E=REo이다. 오차신호(E)의 새로운 값은 감지신호(Aa)의 주기와 동일한 검출기의 간격으로 검출된다.

[제어신호 발생블록(8B)]

(8B-1) 출력신호(Y)는 나중에 설명하는 메모리블록(8D)와 합성블록(8Db)에서 발생된 합성값(V)과 오차신호(E)를 1:D의 비율로 혼합하여 얻는다. 여기서, (D)는 0.25 이상 1.5 이하의 양의 실수이다.

(8B-2) 출력신호(Y)는 제어신호(Cs)로서 D/A변환기로 출력된다.

[초기위치 검출블록(8c)]

초기위치검출블록(8c)은 오차체크블록(8Ca)과 초기위치설정블록(8Cb)으로 이루어져 있다.

〈오차체크블록(8Ca)〉

(8Ca-1) 차이값의 절대값(｜Eo｜)은 소정의 양의 값(Ex)과 비교된다.

｜Eo｜〈Ex 경우에는 브러쉬리스모우터(11D)의 속도가 목표속도와 대략 비슷한 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 메모리블록(8D)을 사용한 제어작동이 실행되기 전에 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 메모리값의 적정위치를 얻기 위하여 초기위치설정블록(8Cb)으로 넘어간다. ｜Eo｜Ex 또는 ｜Eo｜=Ex인 경우에는 브러쉬리스모우터(11D)의 속도가 목표속도와 상당한 차이가 있음을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 (8Ca-2)로 넘어간다.

(8Ca-2) 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 위치신호(Id)의 값은 또한 (Id)로서 나타낸다.

(8Ca-3) 변수(Io)는 (Id)로 대치되고, 합성값(V)은 0으로 대치되고, 변수(Ga)는 0으로 대치된다. 즉, Io=Id, V=0 및 Ga=0이다. 다음에, 마이크로 프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(8E)으로 넘어간다.

〈초기위치 설정블록(8Cb)〉

(8Cb-1)변수(Ga)는 1과 비교된다. Ga=1인 경우에는, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 메모리블록(8D)으로 넘어간다. Ga〈1 또는 Ga〉1 경우에는, 마이크로 프로세서(13A)의 작동은 (8Cb-2)로 넘어간다.

(8Cb-2) 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)는 입력되어 변수(Io)와 비교된다. Id=Io인 경우에는 위치신호의 현재값(Id)이 이전의 값(Io)가 동일함을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(8E)으로 넘어간다. Id〉Io 또는 Id〈Io 경우에는 위치신호의 현재값(Id)이 이전의 값(Io)으로 부터 변경됨을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동이 (8Cb-3)으로 넘어간다.

(8Cb-3)카운트변수(I)는 ADID(I=ADID)로 대치되고, 여기서 (Ad)는 Pa/Pg와 대체적으로 동일한 양의 정수이다. 이 경우에 있어서, Ad=Pa/Rg=128이다. 변수(Ig)는 ´I+Ma(MOD NL)´로 대치되고, 여기서 (N)가 (L)은 나중에 설명하고, (Ma)는 이상의 정수이다. 변수(Ig)는 카운트변수(I)를 (Ma)로 진행한다. 변수(Ga)를 1로 대치하고 (Ga=1), 변수(Gb)를 0으로 대치한다(Gb=0). 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(8E)으로 넘어간다.

[메모리블록(8D)]

메모리블록(8D)는 갱신블록(8Da)과 합성블록(8Db)을 이루어져 있다.

〈갱신블록(8Da)〉

(8Da-1) 카운트변수(I)는 모듈로스(NL)로 증가되고, 여기서 (L)은 (Pa)와 동일한 정수이거나 (Pa)의 정수배이고(바람직하게는, L=Pa), (N)은 1을 포함하는 양의 정수이다. 즉, ´I=I+1(MOD NL)´은 ´I=NL이면 I=I+1과 I=0´을 의미한다. 따라서, 카운트변수(I)는 0에서부터 (NL-1)까지 변동하고, 속도검출기(12B)의 검출타이밍마다 순환하는 형태로 수를 증가한다. 이 경우에 있어서, L=Pa=512이다.

(8Da-2)변수(Gb)는 1과 비교된다. Gb=1인 경우, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 카운트변수 (I)에 대응하는 어드레스에서 저장된 메모리값을 갱신하기 위하여 (8Da-3)F 넘어간다. Gb〈1 또는 GB〉1 경우, 카운트변수(I)는 (Ig)와 비교된다. I=Ig인 경우, 변수(Gb)를 1로 대치된다(Gb=1). 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은, 합성블록(8Db)으로 넘어간다. I〈Ig 또는 I〉Ig 경우, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 합성블록(8Db)으로 넘어간다. I〈Ig와 I=Ig인 경우에는 갱신된 메모리값이 없음을 알 수 있다.

(8Da-3) 메모리(13B)의 RAM의 카운트변수(I)에 대응하는 어드레스(저장위치)에 저장된 메모리값(M[I])은 오차신호(E)의 값과 합성값(V)이 1:1의 비율로 혼합되어 갱신된다. 즉 M[I]=E+V이다. 갱신된 메모리값(M[I])은 (M[I])의 다음 갱신시간, 즉 이후의 (NL)개이 갱신사이클주기까지 유지된다. 결과적으로, M[0]에서부터 M[NL-1]까지의 (NL)개의 메모리값이 얻어지고, (NL)개의 메모리값은 속도검출기(12B)의 검출주기와 동일한 갱신사이클의 간격으로 순차적으로 갱신된다.

〈합성블록(8Db)〉

(8Db-1) ´J+I+1(MOD NL)´의 작동은 카운트변수(I)를 1만큼씩 진행하는 정수(J)를 얻기 위하여 실행된다.

(8Db-2) 합성블록(8Db)의 합성값(V)은, 한세트의 N개의 메모리값(M[J-nL(MOD NL)])(n=1, …, N)과 n=1에서부터 n=N까지의 양의 계수(Wn)(n=1, …, N)를 선으로 조합하여 연산하고, 여기서 N개의 메모리값(M[J-nL(MOD NL)])(n=1, …, N)은 L개의 갱신사이클주기의 간격으로 갱신된다. 즉, 합성값(V)은 식(1), (2), (3) 및 (4)로 연산된다.

[작동선택블록(8E)]

(8E-1) 작동선택기(13D)의 선택신호(Jc)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 선택신호(Jc)의 값은 또한 (Jc)로 나타낸다.

(8E-2)(Jc)는 소정의 값(Js)과 비교한다. Jc=Js인 경우에는, 오차신호발생블록(8A), 제어신호발생블록(8E), 초기위치검출블록(8C) 및 메모리블록(8D)을 사용한 제어작동이 브러쉬리스모우터(11D)의속도를 제어하기 위하여 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 오차신호발생블록(8A)으로 되돌아 간다. Jc〉Js 또는 Jc〈Js 경우에는, 메모리블록(8D)을 사용하지 않은 다른 제어작동이 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동이 (8E-3)로 넘어간다.

(8E-3) 마이크로프로세서(13A)는 선택신호(Jc)에 대응하는 작동을 실행한다. 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동을 다시 선택하기 위하여 (8E-1)로 되돌아간다.

제7도, 제2도, 제3도 및 제8도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는 1986년 10월 18일 출원된 미합중국특허출원 제917,498호에서 설명한 바와같이, 마이크로프로세서(13A)가 오차신호발생블록(8A), 제어신호발생블록(8B) 및 메모리 블록(8D)을 사용한 제어작동을 실행하는 경우, 외란에 대하여 바람직한 억제력을 가진다.

또한, 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 아래 상세히 설명되는 위치검출기(13F)와 초기위치검출블록(8c)을 구비하여 외란에 대한 억제력이 바람직한 안정된 상태에 신속하게 도달하도록 응답한다. 위치검출기(13F)는 브러쉬리스모우터(11D)의 물리적운동(회전)을 검출하고, 브러쉬리스모우터(11D)의 물리적위치(회전위치)에 항상 대응하는 값인 위치신호(Id)를 얻는다. 선택신호(Jc)가 (Js)로 변할때에 브러쉬리스모우터(11D)는 회전을 시작하여, 목표속도로 속도를 가속시킨다. 차이값의 절대값 ｜Eo｜은 가동 또는 가속시간 동안 (Ex)보다 크므로, 초기위치검출블록(8C)의 오차체크블록(8Ca)은 변수(Io)를 위치검출기(13F)의 위치 신호(Id)로 대치한다. ｜Eo｜가 Ex보다 더 작은 경우, 초기위치검출블록(8C)의 초기위치설정블록(8Cb)은 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)가, 위치신호(Id)와 변수(Io)를 비교함으로써 변경되는 회전위치를 알고, 카운트변수(I)의 신규의 위치신호(Id)에 대응하는 AdId로 대치한다. 카운트변수(I)는 메모리블록(8D)에 있는 메모리값(M[I])의 어드레스(저장위치)를 표시한다. L개의 갱신사이클주기의 길이는 브러쉬리스모우터(11D)의 일회전주기와 같거나 브러쉬리스모우터(11D)의 일회전주기의 정수배이므로, 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 메모리값의 저장위치는 ｜Eo｜가 Ex보다 적어지게 되는 순간에 정확하고 신속하게 얻어진다.

메모리블록(8D)은 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 메모리값을 사용하여 합성블록(8Db)에서 합성값(V)을 정확하고 신속하게 발생할 수 있다. 합성값(V)은 브러쉬리스모우터(11D)와 부하(11C)에 의해 발생된 지배적인 토오크외란의 영향을 억제하기 위하여 제어신호발생블록(8B)에서 사용된다. 따라서, 제7도, 제2도, 제3도 및 제8도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 메모리블록(8D)을 사용한 제어작동이 실행되면, 외란에 대한 억제력이 양호한 안정된 상태에 급속하게 도달하도록 응답할 수 있다.

카운트변수(I)는, 위치신호(Id)(순환업다운카운터(45)의 내용)가 변경되는 타이밍을 확인함으로써, 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 값으로 초기에 설정되고, 초기위치설정블록(8Cb)은, 위치검출기(13F)의 사이클 1회전을 검출하는 위치(Rg)가 속도검출기(12R)의 사이클/회전을 검출하는 속도(Pa)보다 훨씬 적어도 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 카운트변수(I)를 정확하고 정밀한 값으로 설정할 수 있다.

제7도, 제2도, 제3도 및 제8도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치의 응답은 개신블록(8Ca)이 아래 상세히 설명하는 메모리값의 갱신을 시작하기 전에 메모리값에 대응하는 합성값(V)을 사용함으로써 더욱 향상된다. 초기위치설정블록(8Cb)은 ｜Eo｜가 Ex보다 작은 경우 카운트변수(I)를 Ma만큼씩 진행하는 변수(Ig)를 얻는다. 합성블록(8Db)은 메모리값으로부터 합성값(V)을 발생하는 동안, 갱신블록(8Da)은 메모리값을 갱신하지 않고, 카운트변수(I)가 1만큼씩 (Ig)로 진행할때까지 메모리값을 그대로 유지한다. 합성값(V)은 제어신호발생블록(8B)의 제어신호(Cs)를 발생하기 위하여 사용되므로 브러쉬리스모우터(11D)의 속도의 변동이 합성값(V)에 의해 감소된다. 따라서, 오차신호(E)는 갱신블록(8Da)이 메모리값과 갱신을 시작하기 전에 이미 감소된다. 결과적으로, 제7도, 제2도, 제3도 및 제8도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는 갱신블록(8Da)이 메모리값의 갱신을 시작하는 순간부터 안정된 상태에 도달한다.

응답을 비교하기 위하여 제1도, 제2도, 제3도 및 제5도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치와 마찬가지로 ｜Eo｜가 Ex보다 작아지는 순간부터 메모리값의 갱신을 시작하는 제어장치를 고려한다. 오차신호(E)는 다음의 이유 때문에, ｜Eo｜가 Ex보다 작아진 후 짧은 시간내에 상당히 커진다.

첫째, Ex가 안정된 상태에서 ｜Eo｜의 변동을 충분히 커버할 정도로 크기 때문이다. 둘째, 메모리값에 대응하는 합성값(V)을 사용함으로써 오차신호(E)를 줄이기 위하여 짧은 응답시간이 필요하기 때문이다. 카운트변수(I)에 대응하는 어드레스에 저장된 메모리값이 오차신호(E)의 값과 하나이상의 메모리값을 혼합하여 갱신되므로, ｜Eo｜가 Ex보다 적어진 후 짧은 시간내에 갱신된 메모리 값은 이후의 L개의 갱신사이클 주기에 대한 다음의 새로운 갱신타이밍까지 유지되는 비교적 큰 값을 가진다. 합성블록(8Db)은 다음의 L개의 갱신 사이클주기에서 비교적 큰 메모리값을 사용함으로서 비교적 큰 합성값(V)을 발생한다. 제어신호(Cs)는 비교적 큰 합성값(V)을 포함하고 있으므로, 브레쉬리스모우터(11D)의 속도는 비교적 큰 합성값(V)에 의해 외란되고, 오차신호(E)는 어느 정도 커진다. 이와같이, ｜Eo｜가 Ex보다 적어지는 순간에 메모리 값이 갱신된다면, ｜Eo｜가 Ex보다 적어진 후 짧은 시간내에 큰 오차신호(E)의 영향은 상당히 긴시간동안 메로리값에 남아 있게 된다.

제9도는 제7도, 제2도, 제3도 및 제9도를 조합한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 제어블록(13)에서 마이크로프로세서(13A)의 작동에 관한 다른 플로우차아트를 도시한다. 제9도의 플로우차아트를 이하에 설명한다.

[오차신호발생블록(9A)]

(9A-1)플레그신호(Fg)는“H”가 될 때까지 체크된다. 즉, 마이크로프로세서(13A)는 속도검출기(12B)가 브러쉬리스모우터(11D)의 전류속도에 대응하는 새로운 검출코우드를 얻는 타이밍에서 다음의 절차를 실행하기 위하여 트리거된다.

(9A-2) 카운터(34)에 유지된 내용인 검출신호(Bb)를 입력하여 디지틀 또는 코우드값(S)으로 변환한다. 다음에, 카운터(34)와 D형 플립플롭(35)의 내용을 매우 짧은 시간동안“H”상태를 가지는 리세트신호(Rr)를 발생하여 리세트한다.

(9A-3)목표속도에 대응하여 소정의 값(Sref)과 검출값(s)간의 차이값(Eo)을 연산한다. 즉, Eo=Sref-S이다. 다음에, 오차신호(E)는 차이값(Eo)에 소정의 양의 값(R)을 곱하여 얻는다. 즉, E=REo이다. 오차 신호(E)의 새로운 값은 감지신호(Aa)의 주기와 동일한 검출주기의 간격으로 검출된다.

[제어신호발생블록(9B)]

(9B-1)출력신호(Y)는 나중에 설명하는 메모리블록(9D)의 합성블록(9Db)에서 발생된 합성값(V)과 오차 신호(E)를 1:D의 비율로 혼합하여 얻는다. 여기서, (D)는 0.25이상 1.5이하의 양의 실수이다.

(9B-2) 출력신호(Y)는 제어신호(Cs)로서 D/A변환기로 출력된다.

[초기위치검출블록(9C)]

초기위치검출블록(9C)은 오차체크블록(9Ca)과 초기위치설정블록(8Cb)으로 이루어져 있다.

〈오차체크블록(9Ca)〉

(9Ca-1) 차이값의 절대값(｜Eo｜)은 소정의 양이 값(Ex)과 비교한다. ｜Eo｜〈 Ex 경우에는 브러쉬리스모우터(11D)의 속도가 목표속도와 대략 비슷한 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은, 메모리블록(9D)을 사용한 제어작동이 실행되기 전에 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 메모리값의 저장위치를 얻기 위하여 초기위치설정블록(9Cb)으로 넘어간다. ｜Eo｜〉 Ex 또는 ｜Eo｜=Ex인 경우에는 브러쉬리스모우터(11D)의 속도가 목표속도와 상당한 차이가 있음을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 (9Ca-2)로 넘어간다.

(9Ca-2) 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 위치신호(Id)의 값은 또한 (Id)로서 나타낸다.

(9Ca-3) 변수(Io)는 (Id)로 대치되고, 합성값(V)은 0으로 대치되고, 변수(Ga)는 0으로 대치된다. 즉, Io=Id, V=O 및 Ga=0이다. 다음에, 마이크로프로세서(13)의 작동은 작동선택블록(9E)으로 넘어간다.

〈초기위치설정블록(9Cb)〉

(9Cb-1) 변수(Ga)는 1과 비교된다. Ga=1인 경우에는, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 메모리블록(9D)으로 넘어간다. Ga〈1 또는 Ga〉1 경우에는, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 (9Cb-2)로 넘어간다.

(9Cb-2) 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)는 입력되어 변수(Io)와 비교된다. Id=Io인 경우에는 위치신호의 현재값(Id)이 이전의 값(Io)과 동일함을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(9E)으로 넘어간다. Id〉Io 또는 Id〈Io 경우에는 위치신호의 현재값(Id)이 이 전위값(Io)으로부터 변경되었음을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동이 (9Cb-3)으로 넘어간다.

(9Cb-3) 카운트변수(Ib)는 (AgㆍId)(Ib=AgId)로 대치되고, 여기서 Ag는 (Pa/Rg)/Q와 같은 양의 정수이고, Q는 2이상의 정수이고, 바람직하게는 Pa/Rg의 공약수이다. 이 경우에 있어서, Q=4이고, Ad=(Pa/Rg)/Q=32이다. 변수(Ig)를 ´Ib+Ma(MOD NL)´로 대치하고, 여기서 (N)과 (L)은 나중에 설명하고, (Ma)는 2이상의 정수이다. 변수(Ig)는 제2카운트변수(Ib)를 Ma만큼씩 진행한다. 제1카운트변수(Ia)를 0으로 대치된다. (Ia=0). 변수(Ga)를 d로 대치되고(Ga=1), 변수(Gb)를 0으로 대치된다(Gb=0), 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(9E)으로 넘어간다.

[메모리블록(9D)]

메모리블록(9D)의 선택작업블록(9Da), 합성블록(9Db), 필터링한 오차신호발생블록(9Dc) 및 갱신블록(9Dd)으로 이루어진다.

〈선택작업블록(9Da)〉

(9Da-1) 현재의 오차신호(E)는 레지스터(FLQ-Ia1)에 저장된다. 즉, F[Q-Ia]=E이다.

(9Da-2) 제1카운트변수(Ia)는 모듈로수(Q)로 증가된다. 즉, Ia=Ia+1(MOD Q)는 ´Ta=0가 되면 Ta=Ta+1 및 Ia=0´을 의미한다. 따라서, 제1카운트 변수(Ia)는 0에서부터 0-1까지 변동하고, 속도검출기(12B)의 검출타이밍마다 순환하는 형태로 수를 증가한다.

(9Da-3) 제1카운트변수(Ia)는 0과 비교된다. Ia=0인 경우 마이크로프로세서(13A)의 작동은 합성블록(9Db), 필터링한 오차신호발생블록(9Dc) 및 갱신블록(9Dd)을 실행하도록 합성블록(9Db)으로 넘어간다. Ia〉0 또는 Ia〈0, 즉(Ia)가 1에서 0-1인 경우, 마이크로프로세서(13A)의 작동이 작동선택블록(9E)으로 넘어간다.

〈합성블록(9Db)〉

(9Db-1) 제2카운터변수(Ib)는 모듈로수(NL)로 증가되고, 여기서 L은 2이상의 정수이고 PA/Q와 같은 정수이거나 Pa/Q의 정수배이고 (바람직하게는 L=Pa/Q), (N)은 1을 포함하는 양의 정수이다. 즉, ´Ib=Ib+1(MOD NL)´은 ´Ib=NL이면 Ib=Ib+1과 Ib=0´을 의미한다. 따라서, 제2카운트변수(Ib)는 0에서부터 (NL-1)까지 변동하고, 속도검출기(12B)의 검출시간(Q)마다 순환하는 형태로 수를 증가한다. 이 경우에 있어서, L=Pa/Q=128이다.

(9Db-2) 다른 정수(J)를 Ib로 대치된다. 즉 J=Ib이다.

(9Db-3) 합성값(V)은 한세트의 N개의 메모리값(M[J-nL(MOD NL)])(n-1, …N)과, n=1에서 n=N의 양의 계수 Wn(n=1, …N)를 선형으로 조합하여 연산하고, 여기서 N개의 메모리값(M[J-nL, (MODNL)])(n=1, …N)은 L개의 갱신사이클주기의 간격으로 갱신된다. 즉, 합성값(V)은 식(1), (2), (3), 및 (4)으로 연산된다.

〈필터링한 오차신호 발생블록(9Dc)〉

(9Dc-1) 필터링한 오차신호(Ec)는 얻어진 시기에 대응하여 순차적인 오차신호(E)의 값인 복수개의 값 F[m](m=1, 2, …Fd)을 선형으로 조합하여 연산하고, 여기서 (Fd)는 2이상 20이하의 양의 정수이다. 즉, 필터링한 오차신호(Ec)는 식(5), (6) 및 (7)으로 연산된다. 필터링한 오차신호(Ec)를 연산한 후에, 값(F[m])(m=1,2, …Q)은 래지스터(F[Q+m])(m=1, 2, …Q)에 각각 전송된다.

필터링한 신호(Ec)의 연산타이밍에서 값(F[m])(m1,2, …20)이 얻어진 타이밍에 대응하여 순차적인 오차신호(E)의 값임을 알수 있다.

또한, 식(5)~(7)의 관계를 가진 필터링된 오차신호발생블록(9Dc)은, 상대적으로 높은 주파수영역에서 1보다 훨씬 작은 감소된 이득과 DC 영역을 포함하는 상대적으로 낮은 주파수영역에서 1과 같은 이득을 가지는 저역디지틀필터특성을 가진다.

〈갱신블록(9Dd)〉

(9Dd-1) 변수(Gb)는 1과 비교된다. Gb=1인 경우에는, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 제2카운트변수(Ib)에 대응하는 어드레스에서 저장된 메모리값을 갱신하기 위하여 (9Dd-2)로 넘어간다. Gb〈1 또는 Gd〉1 경우에는, 제2카운트변수(Ib)는 (Ig)와 비교된다.

Ib=Ig인 경우, 변수(Gb)를 1로 대치된다(Gb=1). 다음에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(9E)으로 넘어간다. Ib〈Ig 또는 Ib〉Ig 경우에는 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(9E)으로 넘어간다. Ib〉Ig와 Ib=Ig인 경우 갱신된 메모리값이 없음을 알 수 있다.

(9Dd-2) 메모리(13B)의 RAM에서 제2카운트변수(Ib)에 대응하는 어드레스(저장위치)에 저장된 기억값(M[Ib])은, 필터링한 오차신호(Ec)의 값과 합성값(V)을 1:1의 비율로 혼합되어 갱신된다. 즉 M[I]=Ec+V이다. 갱신된 메모리값(M[Ib])은 N[Ib]의 다음 갱신시간, 즉 다음의 NL갱신사이클주기까지 유지된다. 결과적으로, M[Q]에서부터 M[NL-I]까지의 NL개의 메모리값이 얻어지고, NL개의 메모리값은 검출주기와 Q배와 동일한 갱신사이클주기의 간격으로 순차적으로 갱신된다. 갱신블록(9Dd)의 작업실행후에 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동선택블록(9E)으로 넘어간다.

[작동선택블록(9E)]

(9E-1) 작동선택기(13D)의 선택신호(Jc)는 레지스터에 입력되어 저장된다. 선택신호(Jc)의 값은 또한 (Jc)로 나타낸다.

(9E-2)(Jc)는 소정의 값(Js)과 비교된다. Jc=Js인 경우에는 오차신호발생 블록(9A), 제어신호발생블록(9B), 초기위치검출블록(9C) 및 메모리블록(8D)을 사용한 제어작동은 브러쉬리스모우터(11D)의 속도를 제어하기 위하여 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 오차신호발생블록(9A)으로 되돌아간다. Jc〉Js 또는 Jc〈Js 경우에는 메모리블록(9D)을 사용하지 않은 다른 제어작동이 선택되는 것을 의미하므로, 마이크로프로세서(13A)의 작동이 (9E-3)로 넘어간다.

(9E-3) 마이크로프로세서(13A)는 선택신호(Jc)에 대응하는 작동을 실행한다. 실행한 후에, 마이크로프로세서(13A)의 작동은 작동을 다시 선택하기 위하여 (9E-1)로 되돌아간다.

제7도, 제2도, 제3도 및 제9도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 1987년 3월 6일 출원된 미합중국특허출원 제22,872호에서 설명한 바와 같이, 마이크로프로세서(13A)가 오차신호발생블록(9A), 제어신호발생블록(9B) 및 메모리블록(9D)을 사용한 제어작동을 실행하는 경우, 외란에 대하du 양호한 억제력을 가지고, 비교적 작은 크기의 RAM을 사용하여도 외란에 대하여 양호한 억제력을 가진다.

또한, 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 아래 상세히 설명되는 바와같이, 위치검출기(13F)와 초기위치검출블록(9C)을 구비하여 외란에 대하여 억제력이 양호한 안정된 상태에 신속하게 도달하도록 응답한다. 위치검출기(13F)는 브러쉬리스모우터(11D)의 물리적운동(회전)을 검출하고, 브러쉬리스모우터(11D)의 물리적위치(회전위치)에 항상 대응하는 값인 위치신호(Id)를 얻는다. 선택신호(Jc)가 (Js)로 변경되는 경우, 브러쉬리스모우터(11D)는 회전을 시작하여 목표속도로 속도를 가속한다. 차이값의 절대값(｜Eo｜)은 기동시간 또는 가속시간동안(Ex)보다 더 크므로, 초기위치검출블록(9C)에서 오차체크블록(9Ca)은 변수(Io)를 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)로 대치한다. (｜Eo｜)가 (Ex)보다더 작은 경우, 초기위치검출블록(9C)의 초기위치설정블록(9Cb)은 위치검출기(13F)의 위치신호(Id)가 이 위치신호(Id)와 변수(Io)를 비교하여 변경되는 회전위치를 알고, 카운트변수(Ia)와 (Ib)를 새로운 위치신호(Id)에 대응하는 0과 AgId로 각각 대치한다. 제2카운트변수(Ib)는 메모리블록(9D)의 메모리값(M[Ib])의 어드레스(저장위치)를 표시한다. (L)개의 갱신사이클주기의 길이는 일회전주기와 같거나, 브러쉬리스모우터(11D)의 일회전주기의 정수배이므로, 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 메모리값의 저장위치는, (｜Eo｜)가 (Ex)보다 적어지는 순간에 빠르고 정확하게 얻어진다.

메모리블록(9D)는 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 메모리값을 사용하여 합성블록(9Db)에서 합성값(V)을 빠르고 정확하게 발생할 수 있다. 합성값(V)은, 브러쉬리스모우터(11D)와 부하(11C)에 의해 발생된 지배적인 토오크외란의 영향을 억제하기 위하여, 제어신호발생블록(9B)에서 사용한다. 따라서, 제7도, 제2도, 제3도 및 제9도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는, 메모리블록 (9D)을 사용한 제어작동이 실행되면, 외란에 대하여 억제력이 양호한 안정된 상태에 신속하게 도달하도록 응답한다.

카운트변수(Ia)와 (Ib)는, 위치신호(Ld)(순환업다운카운터(45)의 내용)가 변경될때의 타이밍을 찾아냄으로써 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 값으로 초기에 설정되고, 초기위치설정블록(9Cb)은 위치검출기(13F)의 사이클/회전을 검출하는 위치(Rg)가 속도검출기(12B)의 사이클/회전을 검출하는 속도(Pa)보다 훨씬 적어도, 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 카운트변수(Ia)와 (Ib)의 정확한 값을 설정할 수 있다.

제7도, 제2도, 제3도 및 제9도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치의 응답은, 갱신블록(9Dd)이 아래 상세히 설명하는 바와같이, 메모리값의 갱신을 시작하기 전에 메모리값에 대응하는 합성값(V)을 사용함으로써 더욱 향상된다. 초기위치설정블록(9Cb)은 (｜Eo｜)가 (Ex)보다 더 작은 경우 제2카운트변수(Ib)를 (Ma)만큼씩 진행하는 변수(Ig)를 얻는다. 합성블록(9Db)은 메모리값에서 합성값(V)을발생하는 반면, 갱신블록(9Dd)은 메모리값을 갱신하지 않고, 제2카운트 변수(Ib)가 (Ig)를 (I)만큼씩 진행할때까지 메모리값을 그대로 유지한다. 합성값(V)은 제어신호발생블록(9B)에서 제어신호(Cs)를 발생하기 위하여 사용되므로, 브러쉬리스모우터(11D)의 속도의 변동이 합성값(V)에 의해 감소된다. 따라서, 오차신호(E)와 필터링된 오차신호(Ec)는, 갱신블록(9Dd)이 메모리값의 갱신을 시작하기 전에 이미 감소된다. 결과적으로, 제7도, 제2도, 제3도 및 제9도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치는 갱신블록(9Dd)이 메모리값의 갱신을 시작하는 순간에 안정된 상태에 도달한다. 필터링된 오차신호(Ec)를 연산하기위한 레지스터(F[M])(m=1,2,…20)의 값은 갱신블록(9Dd)이 메모리값의 갱신을 시작하기 전에 준비됨을 알 수 있다.

응답을 비교하기 위하여, 제1도, 제2도, 제3도 및 제6도를 조합한 본 발명의 실시예에 관한 제어장치와 마찬가지로 (｜Eo｜)가 (Ex)보다 작아지는 순간에 메모리값의 갱신을 시작하는 제어장치를 고려한다.

오차신호(E)는 다음의 이유 때문에, (｜Eo｜)가 (Ex)보다 작아진후 짧은 시간내에 비교적 크게 된다. 첫째, (Ex)가 안정된 상태에서 (｜Eo｜)의 변동을 충분히 커버할 정도로 크기 때문이다. 둘째, 메모리값에 대응하는 합성값(V)을 사용하여 오차신호(E)를 줄이기 위하여 필요하기 때문이다. 필터링된 오차신호(Ec)를 연산하기 위한 레지스터(F[M])(m=1,2,…20)의 값은 갱신블록이 메모리값의 갱신을 시작하기 전에 준비되지 않는다. 제2카운트변수(Ib)에 대응하는 어드레스에 저장된 메모리값이 필터링된 오차신호(Ec)의 값과 하나이상의 메모리값을 혼합하여 갱신되므로, (｜Eo｜)가 (Ex)보다 적어진 후 짧은 시간에 갱신된 메모리값은, 다음의 L개의 갱신사이클주기에 대한 다음의 새로운 갱신시기까지 유지되는 비교적 큰값 또는 불규칙한 값을 가진다. 합성블록(9Db)은 이후의 L개의 갱신사이클주기에서 비교적 큰 메모리값을 사용하여 비교적 큰 합성값(V)을 발생한다. 제어신호(Cs)는 비교적 큰합성값(V)을 포함하므로, 브러쉬리스모우터(11D)의 속도는 비교적 큰 합성값(V)에 의해 외란되고, 오차신호(E)는 어느정도 커진다. 이와같이, (｜Eo｜)가 (Ex)보다 적어진 순간에 메모리값이 갱신된다면, (｜Eo｜)가 (Ex)보다 적어진후 짧은 시간내에 오차신호(E)의 영향은 상당히 긴 시간동안 메모리값으로 남는다.

본 발명의 특정실시예를 첨부된 도면을 참고하면서 상기와 같이 설명하였지만 본 발명이 이러한 특정실시예로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위에서 한정하는 것과 같이, 발명의 범위 또는 정신으로부터 일탈하지 않도록 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진자에 의하여 다양한 변형 및 수정을 할 수 있다. 특히, 1986년 10월 10이 출원된 미합중국 특허출원 제917,498호와 1987년 3월 6일 출원된 제22,872호에서 설명된 변형도 포함된다. 또한, 오차신호는 모우터용 제어장치가 속도검출기와 위상 검출기를 가지는 경우, 모우터속도와 모우터의 위상을 제어하기 위하여 모우터의 속도오차와 위상오차를 합성한 신호일 수도 있다.

Claims (8)

1. 브러쉬리스모우터(11D)의 회전위치에 대응하는 다상(multiphase)위치센서신호(Ha, Hb, Hc)를 발생하는 위치감지수단과, 위치센서신호의 주파수보다 상당히 높으며, 모우터의 회전속도에 비례하는 주파수를 가지는 감지신호를 발생하는 감지수단(12A)과, 감지신호의 주기에 비례하는 검출사이클주기의 간격으로 상기 모우터의 회전속도에 대응하는 디지틀수의 검출신호를 발생하는 속도검출수단(12B)과, 검출신호로부터 오차신호를 발생하는 오차신호발생수단(8A), (9A)과, 상기 브러쉬리스모우터의 복수개의 순차적인 회전위치에 대응하는 복수개의 순차적인 저장위치에서 복수개의 기억값을 저장하는 메모리(13B)와, 상기 브러쉬리스모우터의 회전위치에 대응하는 카운트값을 가지기 위하여 상기 브러쉬모우터의 회전방향에 따라서 한 개 이상의 다상 위치센서신호의 펄스를 카운터업하거나 카운터다운하는 순환업다운카운터(45)와, 오차신호의 절대값이 소정의 값보다 작게 된후에 상기 카운터의 카운트값이 변경되는 타이밍을 검출하며, 상기 브러쉬리스모우터의 회전위치에 대응하는 상기 메모리의 저장위치를 검출된 타이밍에서 카운트값으로부터 검출하는 초기위치검출수단(8C), (9C)과, 상기 속도검출수단의 검출사이클주기에 비례하는 갱신사이클주기의 간격으로 순차적으로, 이전의 L개의 갱신사이클주기(단, L은 2이상의 정수이고, L개의 갱신주기의 간격은 상기 브러쉬리스모우터의 회전주기와 동일함)의 간격을 적어도 1개 가지는 한 개 또는 그 이상의 메모리값에 오차신호를 혼합하는 수단(8Da), (9Dd)에 의하여 얻는 제1의 혼합값으로 각각 상기 메모리의 복수개의 메모리값을 갱신하고, 상기 초기위치검출수단에 의하여 검출된 저장위치로부터 갱신을 시작하는 저장위치를 결정하는 저장수단(8D), (9D)과, 오차신호와 한 개이상의 메모리값을 혼합하는 수단에 의하여 구한 제2혼합값으로부터 제어신호를 발생하는 제어신호발생수단(8B), (9B)과, 제어신호에 비례하는 상기 브러쉬리스모우터의 다상(multiphase)에 전류를 배전하기 위하여 제어신호에 응답하는 구동수단(11E)으로 이루어진 브러쉬리스모우터의 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 L은 순환업다운카운터수단(45)의 카운트값의 최대값에 Ad배(단, Ad는 이상의 정수임)한 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 저장수단(8D)은, 갱신사이클주기의 간격으로 한 개이상의 합성값을 발생하고, 이 합성값이 각각 L개의 갱신사이클주기의 간격으로 갱신된 한 개 이상의 메모리값의 선형조합이 되도록 하는 합성수단(8Db)과, 갱신사이클주기의 간격으로 순차적으로, 상기 합성수단에 의하여 발생된 합성값과 오차신호를 혼합하여 얻은 제1혼합값으로 각각 메모리값을 갱신하는 갱신수단(8Da)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 합성수단(8Db)는, 동일한 부호로된 계수를 가지는 L개의 갱신사이클주기의 간격으로 갱신된 한세트의 N개의 메모리값(단, N은 2이상의 정수)을 가지는 한 개이상의 선형조합을 연산하는 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 저장수단(9D)의 갱신사이클주기는 상기 속도검출수단(12B)의 검출사이클주기에 Q배(단, Q는 2이상의 정수)이상인 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 저장수단(9D)은, 필터링한 오차신호를 발생하기 위하여 오차신호를 필터링하는 저역통과필터특성을 가지는 필터링한 오차신호발생수단(9Dc)과, 갱신사이클주기의 간격으로 한 개이상의 합성값을 발생하고, 이 합성값이 L개의 갱산사이클주기의 간격으로 갱신된 한 개이상의 메모리값의 선형조합이 되도록하는 합성수단(9Db)과 갱신사이클주기의 간격으로 순차적으로, 상기 합성수단에 의하여 발생된 합성값과 오차신호를 혼합하여 얻은 제1혼합값으로 각각 메모리값을 갱신하는 갱신수단(9Dd)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.
7. 제6항에 있어서, 필터링한 오차신호발생수단(9Dc)은, 구한 타이밍에 대응하여 순차적으로 복수개의 오차신호값을 선형조합하여 필터링한 오차신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 복합수단(9Db)는,동일한 부호로된 계수를 가지는 L개의 갱신사이클주기의 간격으로 갱신된 한세트의 N개의 메모리값(단, N은 2이상의 정수)을 가지는 한 개이상의 선형조합을 계산하는 것을 특징으로 하는 브러쉬리스모우터의 제어장치.

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